Nový mikroskop odhaluje tajemství rostlinných buněk

Nový superrezoluční mikroskop kombinuje tři pokročilé technologie a nabízí ostřejší snímky i možnost sledovat, jak spolu jednotlivé molekuly v buňkách interagují. Ústav experimentální botaniky Akademie věd ČR tak získává nástroj, který rozšíří možnosti výzkumu procesů důležitých pro růst a chování rostlin. Zařízení bude navíc dostupné i vědcům z dalších institucí, kteří jej mohou využít pro své projekty.

Mikroskopické pracoviště Ústavu experimentální botaniky AV ČR (ÚEB AV ČR) je vybaveno několika špičkovými konfokálními mikroskopy, jež jsou ve světovém biologickém výzkumu standardem. Zobrazují vzorky v nesrovnatelně vyšší kvalitě než běžné školní přístroje. Technický vývoj však rychle pokračuje a objevují se nové mikroskopické techniky, které překračují limity klasické optiky, a právě proto ústav letos zakoupil superrezoluční mikroskop vybavený nejmodernějšími technologiemi.

Přístroj Mirava Polyscope dodala německá společnost Abberior Instruments. „Jsme první institucí ve střední Evropě, kde byl tento model instalován. Systém byl navíc upraven na míru pro mikroskopii rostlin. Postupně objevujeme jeho možnosti a jsme z kvality získaných dat nadšeni, “ říká vedoucí Mikroskopického pracoviště ÚEB AV ČR Kateřina Malínská.

Vidět více a lépe

Mikroskop nabízí tři pokročilé zobrazovací technologie, které využívají jev zvaný fluorescence – tedy schopnost látek vyzařovat světlo jiné barvy poté, co jsou ozářeny světlem určité vlnové délky. Například bankovky mají fluorescenční ochranné prvky, které pod ultrafialovou lampou svítí různými barvami viditelného světla. V biologii lze pomocí fluorescence „označit“ konkrétní vnitrobuněčné struktury nebo molekuly bílkovin.

První technologií je superrezoluční mikroskopie, která dokáže zobrazit a rozlišit desetkrát menší struktury než klasická. Za převratný objev superrezoluce byla v roce 2014 udělena Nobelova cena a jeden z jejích laureátů, Stefan Hell, založil s kolegy firmu Abberior Instruments.

Druhou technologií je FLIM (Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy), pokročilá technika ve fluorescenční mikroskopii, která neměří jen barvu a intenzitu fluorescence jako běžný konfokální mikroskop, ale i to, jak dlouho po osvícení trvá, než fluorescence vyhasne. Tato „doba dohasínání“ je pro každou látku charakteristická a lze je podle ní překvapivě snadno rozlišit.

„V rostlinách například často ruší fluorescence zeleného barviva chlorofylu. FLIM ji dokáže oddělit od fluorescence struktury či molekuly, kterou chceme zkoumat, což výrazně zvyšuje kvalitu snímků, “ vysvětluje Matěj Drs z Mikroskopického pracoviště ÚEB AV ČR. Metoda zároveň umožňuje sledovat interakce mezi proteiny, protože doba dohasínání se změní, když se k sobě bílkovinné molekuly těsně přiblíží.

Třetí technologií je adaptivní optika, původně vyvinutá pro astronomické dalekohledy. U mikroskopů průběžně upravuje optickou dráhu podle charakteru vzorku, aby výsledný obraz byl co nejkvalitnější. Díky tomu lze pozorovat i hlubší vrstvy tkání, například cévní svazky uvnitř živých kořenů.

Více informací a fotografií najdete na https://ueb.cas.cz/cs/aktuality/?id=2324&s=novy-mikroskop-odhaluje-tajemstvi-rostlinnych-bunek.